Обдирка катанки протягиванием с ультразвуковой поддержкой (UADP)

Обдирка катанки протягиванием значительно улучшает качество поверхности за счёт снятия материала по внешнему периметру. Это широко известная альтернатива обдирке вращающимся инструментом, пескоструйной обработке или шлифованию. При обдирке протягиванием с ультразвуковой поддержкой используются высокочастотные колебания обдирочного инструмента. Высокоскоростное продольное движение обдирочного инструмента снижает усилия протягивания и улучшает качество поверхности материала.

Что такое обдирка протягиванием?

Главная цель процесса обдирки протягиванием – превосходное качество поверхности с очень низкой шероховатостью. После обдирки протягиванием катанка имеет более однородную структуру материала и более высокую чистоту материала. Обдирка протягиванием удаляет поверхностные дефекты, такие как окисление, следы вибрации инструмента, риски от прокатки, следы окалины, двойные оболочки, нахлёсты, включения и обезуглероженные краевые слои, с чёрных металлов, например стали или материалов на основе железа. Одно из основных применений обдирки протягиванием – удаление окалины и поверхностной ржавчины с катанки из чёрных металлов. Для цветных металлов, например меди, обдирка протягиванием может потребоваться для удаления упрочнённых поверхностных слоёв после прокатки или волочения. Процесс обдирки протягиванием позволяет за один этап удалить с поверхности катанки слой материала толщиной от 0,01mm до 0,25mm. Обдирка протягиванием также известна как стружкоснятие, скальпирование или стружкоснятие обратной волокой.

Обдирка протягиванием в сравнении с обдиркой вращающимся инструментом

Для катанки, профилей или труб диаметром менее 25mm обдирка протягиванием имеет значительные преимущества перед обдиркой вращающимся инструментом. Обдирка катанки вращающимся инструментом ограничивает скорость производства и может приводить к образованию волнообразной или спиральной структуры поверхности на катанке малого диаметра. Режущий инструмент для обдирки протягиванием снимает стружку параллельно направлению подачи. Это обеспечивает превосходную топографию поверхности вдоль катанки и более высокую стойкость инструмента для обдирки протягиванием. Как правило, стоимость инструментов для обдирки протягиванием ниже стоимости систем обдирки вращающимся инструментом.

В чём преимущество обдирки протягиванием с ультразвуковой поддержкой (UADP)?

Для обдирки катанки протягиванием необходима мощность для преодоления трения и резания материала. В обычной установке для обдирки протягиванием эту мощность обеспечивает только вращающийся тяговый барабан. Растягивающее усилие, действующее на катанку, увеличивается с ростом скорости линии, диаметра катанки и толщины снимаемого слоя. Предел прочности при растяжении и предел текучести являются критически важными факторами, особенно для катанки малого диаметра, поскольку при меньших диаметрах отношение длины окружности к площади поперечного сечения выше. Это ограничивает скорость линии обдирки протягиванием или делает обычную обдирку протягиванием невозможной из-за высокого риска разрывов.
При обдирке протягиванием с ультразвуковой поддержкой используются высокочастотные продольные колебания режущего инструмента с острой кромкой. Типичная частота колебаний составляет 20kHz, а перемещение обдирочной кромки может достигать 100 микрон (pk-pk). Чем выше отношение колебательной скорости обдирочного инструмента к скорости катанки, тем ниже может быть растягивающее усилие, действующее на проволоку. Поэтому обдирка протягиванием с ультразвуковым приводом позволяет повысить скорость линии обдирки протягиванием или снимать больше материала за один этап обдирки при любом заданном ограничении по пределу прочности при растяжении. Снижение растягивающего усилия делает обдирку протягиванием с ультразвуковым приводом наиболее выгодной для материала малого диаметра и для полых заготовок, например труб.
При запуске и остановке привода тягового барабана катанка подвержена образованию следов вибрации инструмента и «фракций». Эта проблема более выражена для мягких или очень упругих материалов и малых поперечных сечений. Обдирочный инструмент, колеблющийся под действием ультразвука, движется вперёд и назад 20 000 раз в секунду. Это непрерывное движение стружкоснимающей волоки снижает растягивающее напряжение и предотвращает появление следов вибрации инструмента и ряби на поверхности катанки.

Чем сильнее ультразвуковые колебания вдавливают кромку режущего инструмента в материал, тем ниже может быть натяжение катанки. Это приводит к значительному снижению натяжения на величину до 50% в зависимости от материала и размеров. В целом снижение натяжения позволяет повысить скорость линии. Однако скорость катанки должна быть как минимум на 20% ниже колебательной скорости инструмента.